專利名稱：實景虛擬現(xiàn)實方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將實際場景轉(zhuǎn)化為計算機中虛擬場景并再現(xiàn)的方法，尤其涉及一種使用戶通過多媒體系統(tǒng)對景點進行游覽的方法。
背景技術(shù)：
虛擬現(xiàn)實是利用電腦模擬產(chǎn)生一個三維空間的虛擬世界，提供使用者關(guān)于視覺、 聽覺等感官的模擬，讓使用者如同身歷其境一般，可以及時、沒有限制地觀察三度空間內(nèi)的事物。現(xiàn)在的虛擬現(xiàn)實技術(shù)主要使用計算機的實時計算來產(chǎn)生圖形場景，以提供使用者關(guān)于視覺感官的模擬。這種技術(shù)被廣泛應(yīng)用于教育、地理、城市規(guī)劃、室內(nèi)設(shè)計、游戲、旅游等方面。但是，目前的技術(shù)具有如下缺陷1.仿真程度低，無法在視覺上給予使用者完全真實的感覺；2.仿真效果粗糙，在細節(jié)處理方面成本較高；3.對于精細物品或環(huán)境進行模型構(gòu)建的時間成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種實景虛擬現(xiàn)實方法。為了克服上述缺陷，本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種實景虛擬現(xiàn)實方法，包括以下步驟a.在現(xiàn)實區(qū)域中拍攝多張全景照片，包括以下步驟al.確定游客可以自由活動的區(qū)域，這個區(qū)域即為虛擬人在虛擬場景中可以自由活動的區(qū)域，稱為現(xiàn)實區(qū)域；a2.在這個區(qū)域中確定多個觀察位置，觀察位置即為游客可以停留的位置，也即虛擬人在虛擬場景中可以停留的位置，游客可以停留在觀察位置以便對周圍環(huán)境進行觀察；a3.使用攝影儀器在每個觀察位置對周圍環(huán)境拍攝全景照片。b.將步驟a中拍攝所得到的全部全景照片進行封裝，得到現(xiàn)實區(qū)域的虛擬場景數(shù)據(jù)，包括以下步驟bl.將a中拍攝得到的所有全景照片根據(jù)其拍攝時攝影儀器所在的觀察位置進行
編號；b2.將編號后的所有全景照片放在同一目錄下或?qū)⑺鼈儗懭胪粋€數(shù)據(jù)文件，這個目錄文件或數(shù)據(jù)文件稱為現(xiàn)實區(qū)域的虛擬場景數(shù)據(jù)。c.用戶通過專用瀏覽軟件對虛擬場景數(shù)據(jù)進行訪問，瀏覽軟件的工作步驟包括cl.確定當前虛擬人在虛擬場景中所處的位置以及面部的朝向；c2.選擇與虛擬人當前所處位置相對應(yīng)的全景照片，拍攝該全景照片時攝影儀器所在的位置即為虛擬人當前所處位置所對應(yīng)的現(xiàn)實區(qū)域中的觀察位置；c3.在經(jīng)c2所得到的全景照片中選擇與虛擬人當前面部朝向所對應(yīng)的圖像區(qū)域， 該圖像區(qū)域的內(nèi)容即為虛擬人當前所觀察到的景象；c4.在顯示器上播放經(jīng)c3所得到的圖像區(qū)域；
c5.實時監(jiān)控用戶對瀏覽器發(fā)出的請求，以獲得虛擬人的運動方向以及面部的轉(zhuǎn)動方向；c6.根據(jù)經(jīng)c5所得到的虛擬人的運動方向、面部的轉(zhuǎn)動方向以及虛擬人當前所處的位置和面部朝向來確定隨后虛擬人所處的位置及面部朝向；c7.用經(jīng)c6得到的隨后虛擬人所處的位置及面部朝向更新當前虛擬人所處的位置及面部朝向；c8.重復 c2 到 c7。上述a中所指全景照片為球形全景照片或柱形全景照片。上述c中，當一秒內(nèi)所播放的圖像數(shù)大于等于48張時，用戶便覺察不出圖像切換時所產(chǎn)生的閃爍。上述c中，當一秒內(nèi)所播放的圖像數(shù)大于等于16張并且這些圖像的內(nèi)容為連續(xù)變化時，用戶便可以觀察到連續(xù)變化的畫面，并且產(chǎn)生非常真實的在實際環(huán)境中行走的感覺。本發(fā)明具有如下優(yōu)點1.畫面均為實景畫面，在視覺上給予用戶完全真實的感覺。2.用戶可以控制虛擬人在虛擬場景中任意的流暢的活動，并且可以任意改變虛擬人面部的朝向，從而改變其視角。3.實時性強，畫面流暢，對用戶所使用的計算機要求不高。4.虛擬環(huán)境模型的構(gòu)造成本與真實環(huán)境本身的復雜度無關(guān)，因此，在真實環(huán)境復雜度較高時，本方法的成本更為低廉。5.便于與立體聲系統(tǒng)及觸覺等系統(tǒng)結(jié)合，使用戶達到完全身歷其境的體驗。


圖1為本發(fā)明的實施例中拍攝全景照片的過程示意圖。圖2為本發(fā)明的實施例中瀏覽軟件的工作原理示意圖。圖3為本發(fā)明的實施例中用戶端的設(shè)備示意圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明做進一步的詳細說明。如圖1所示，圖1為本發(fā)明的實施例中拍攝全景照片的過程示意圖，包括以下步驟a.確定現(xiàn)實區(qū)域1，現(xiàn)實區(qū)域1即為游客可以自由活動的區(qū)域，也即虛擬人在虛擬場景中可以自由活動的區(qū)域；b.將現(xiàn)實區(qū)域1用相互正交的直線xl、x2、…、xlOO和yl、y2、…、ylOO劃分成等大小的方格，xl、x2、…、xlOO和yl、y2、…、ylOO的每一個在現(xiàn)實區(qū)域1內(nèi)的交點即為
一個觀察位置；c.使用攝影儀器在每個觀察位置對周圍環(huán)境拍攝全景照片，在每一次全景拍攝時，相機的初始朝向相同，上述全景照片為球形全景照片或柱形全景照片。完成在所有觀察位置的全景拍攝之后，將所得到的全景照片按照拍攝時攝影儀器所在位置進行編號，編號為所對應(yīng)的觀察位置坐標(xl，yl)、…、(xl，yl00)、(x2，yl)、…、(x2, ylOO)、…、(xlOO, ylOO)。將所有編號后的全景照片放入同一目錄下，該目錄文件稱為虛擬場景數(shù)據(jù)。如圖2所示，圖2為本發(fā)明的實施例中瀏覽軟件的工作原理示意圖，工作過程包括a.確定當前虛擬人在虛擬場景中所處的位置以及面部的朝向；b.選擇與虛擬人當前所處位置坐標具有對應(yīng)編號的全景照片2，拍攝該全景照片時攝影儀器所在的位置即為虛擬人當前所處位置所對應(yīng)的現(xiàn)實區(qū)域中的觀察位置；c.在經(jīng)b所得到的全景照片中選擇與虛擬人當前面部朝向所對應(yīng)的圖像區(qū)域，該圖像區(qū)域的內(nèi)容即為虛擬人當前所觀察到的景象，也即當前放映區(qū)域3;d.在顯示器上播放經(jīng)c所得到的當前放映區(qū)域3 ；e.實時監(jiān)控用戶對瀏覽器發(fā)出的請求，以獲得虛擬人的運動方向以及面部的轉(zhuǎn)動方向；f.根據(jù)經(jīng)e所得到的虛擬人的運動方向、面部的轉(zhuǎn)動方向以及虛擬人當前所處的位置和面部朝向來確定隨后虛擬人所處的位置及面部朝向；g.用經(jīng)f得到的隨后虛擬人所處的位置及面部朝向更新當前虛擬人所處的位置及面部朝向；h.重復b到g，b到g執(zhí)行一遍的時間小于等于1/16秒。如圖3所示，圖3為本發(fā)明的實施例中用戶端的設(shè)備示意圖，包括一個顯示器5、一個鍵盤4、一個鼠標6和一個主機7，用戶通過鍵盤4和鼠標6來控制虛擬人的行走及面部的轉(zhuǎn)動，并通過顯示器5來對目標場景進行視覺瀏覽，主機7用于支持瀏覽軟件的工作。
權(quán)利要求
1.一種實景虛擬現(xiàn)實方法，其特征在于，至少包括以下步驟a.在現(xiàn)實區(qū)域中拍攝多張全景照片；b.將步驟a中拍攝所得到的全部全景照片進行封裝，得到現(xiàn)實區(qū)域的虛擬場景數(shù)據(jù)；c.用戶通過專用瀏覽軟件對虛擬場景數(shù)據(jù)進行訪問。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟a包括al.確定游客可以自由活動的區(qū)域，這個區(qū)域即為虛擬人在虛擬場景中可以自由活動的區(qū)域，稱為現(xiàn)實區(qū)域; a2.在現(xiàn)實區(qū)域中確定多個觀察位置，觀察位置即為游客可以停留的位置，也即虛擬人在虛擬場景中可以停留的位置，游客可以停留在觀察位置以便對周圍環(huán)境進行觀察；a3.使用攝影儀器在每個觀察位置對周圍環(huán)境拍攝全景照片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟b包括bl.將a中拍攝得到的所有全景照片根據(jù)其拍攝時攝影儀器所在的觀察位置進行編號。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟b還包括b2.將編號后的所有全景照片放在同一目錄下或?qū)⑺鼈儗懭胪粋€數(shù)據(jù)文件，這個目錄文件或數(shù)據(jù)文件稱為現(xiàn)實區(qū)域的虛擬場景數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟c中的瀏覽軟件的工作步驟包括cl.確定當前虛擬人在虛擬場景中所處的位置以及面部的朝向。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟c中的瀏覽軟件的工作步驟還包括c2.選擇與虛擬人當前所處位置相對應(yīng)的全景照片，拍攝該全景照片時攝影儀器所在的位置即為虛擬人當前所處位置所對應(yīng)的現(xiàn)實區(qū)域中的觀察位置；c3.在經(jīng)c2所得到的全景照片中選擇與虛擬人當前面部朝向所對應(yīng)的圖像區(qū)域，該圖像區(qū)域的內(nèi)容即為虛擬人當前所觀察到的景象。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述步驟c中的瀏覽軟件的工作步驟還包括c4.在顯示器上播放經(jīng)c3所得到的圖像區(qū)域。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述步驟c中的瀏覽軟件的工作步驟還包括c5.實時監(jiān)控用戶對瀏覽器發(fā)出的請求，以獲得虛擬人的運動方向以及面部的轉(zhuǎn)動方向；c6.根據(jù)經(jīng)c5所得到的虛擬人的運動方向、面部的轉(zhuǎn)動方向以及虛擬人當前所處的位置和面部朝向來確定隨后虛擬人所處的位置及面部朝向；c7.用經(jīng)c6得到的隨后虛擬人所處的位置及面部朝向更新當前虛擬人所處的位置及面部朝向。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟a中的全景照片為球形全景照片或柱形全景照片。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述步驟c2到c7執(zhí)行一遍所用的時間小于等于1/16秒。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種將實際場景轉(zhuǎn)化為計算機中虛擬場景并再現(xiàn)的方法，尤其是一種使用戶通過多媒體系統(tǒng)對景點進行游覽的方法在現(xiàn)實區(qū)域中拍攝多張全景照片，將所得到的全部全景照片進行封裝，得到現(xiàn)實區(qū)域的虛擬場景數(shù)據(jù)，當用戶通過專用瀏覽軟件對虛擬場景數(shù)據(jù)進行訪問時，便得到了完全真實的身臨其境的感覺。
文檔編號G06F19/00GK102262705SQ20101018792
公開日2011年11月30日 申請日期2010年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月31日
發(fā)明者孟兵 申請人:孟兵